(57)【要約】      （修正有）【課題】外部電気回路基板の配線導体へ電子部品を高い信頼性でもって接続できる配線基板を作製できる多数個取り配線基板を提供する。【解決手段】誘電体から成り、上面に電子部品搭載領域を有する矩形状の基板１０と、該基板の上面から下面に及ぶメタライズ導体からなる外部接続端子８とを備えるとともに、前記メタライズ導体は、平面視で前記基板の角部に位置する領域に形成されており、且つ金属粉末に対してセラミック粉末を５０〜６５重量部含むものを焼成してなる。【選択図】図３
2006245592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体から成り、上面に電子部品搭載領域を有する矩形状の基板と、
該基板の上面から下面に及ぶメタライズ導体からなる外部接続端子とを備えるとともに、
前記メタライズ導体は、平面視で前記基板の角部に位置する領域に形成されており、且つ金属粉末に対してセラミック粉末を５０〜６５重量部含むものを焼成してなることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記メタライズ導体の空孔率が１〜３体積％であることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記メタライズ導体中の空孔のうち８０体積％以上が独立していることを特徴とする請求項２記載の配線基板。
【請求項４】
前記電子部品搭載領域に搭載される電子部品、及び該電子部品と前記外部接続端子とを接続するボンディングワイヤを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の配線基板。
【請求項５】
前記メタライズ層に接続パッドが設けられるとともに、前記ボンディングワイヤは、前記接続パッドと前記電子部品とを接続することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の配線基板。
【請求項６】
前記ボンディングワイヤが樹脂封止材により被覆されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体素子や圧電振動子等の電子部品等を搭載するための配線基板となる領域を広面積の母基板に縦横に複数個一体的に配列形成して成る多数個取り配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば半導体素子や圧電振動子等の電子部品を搭載するための配線基板は、図５に斜視図で示すように、略長方形のセラミックスから成る絶縁基板２０の側面や隅部に平面視で円周の略４分の１の円弧状切り欠き２０ａを形成し、切り欠き２０ａ内にタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍo）、銅（Ｃu）、銀（Ａｇ）等のメタライズ導体を充填して外部接続端子１８が設けられている。
【０００３】
そして、この従来の配線基板においては、絶縁基板２０の上面に電子部品１６を接着剤を介して搭載固定するとともに、電子部品１６の各電極と外部接続端子１８を例えばボンディングワイヤ１７を介して電気的に接続し、しかる後、絶縁基板２０の上面に電子部品１６およびボンディングワイヤ１７を覆って封止するように樹脂封止材（ポッティング樹脂）を固着させることによって電子部品装置となる。そして、外部接続端子１８を外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続することによって、搭載する電子部品１６が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【０００４】
このような従来の配線基板は、一般的には、図６に斜視図で示すように、略平板状の広面積の母基板１１に、上述の配線基板となる多数個の配線基板領域１２を縦横に一体的に配列形成して成る多数個取りの形態で製作される。この多数個取り配線基板１１は、各配線基板領域１２が分割線１３で区切られているとともに、分割線１３の交点上に切り欠き２０ａ用の円形の貫通孔１４が形成されており、貫通孔１４には外部接続端子１８用のＷ，Ｍｏ，Ｃu，Ａｇ等のメタライズ導体１５が充填される。
【０００５】
そして、図７に斜視図で示すように、各配線基板領域１２の上面に電子部品１６を搭載固定するとともに、電子部品１６の電極とメタライズ導体１５とを各配線基板領域１２内でボンディングワイヤ１７を介して電気的に接続した後、母基板１１の上面に電子部品１６およびボンディングワイヤ１７を覆って封止するように樹脂封止材（ポッティング樹脂）を固着させ、しかる後、母基板１１をダイヤモンドカッタやレーザカッタ等の切断装置により分割線１３に沿って各配線基板領域１２毎に分割することにより、図５に示すような配線基板が多数個同時集約的に製造される。
【０００６】
なお、このような多数個取り配線基板は、母基板１１用の広面積のセラミックグリーンシートを準備し、このセラミックグリーンシートに貫通孔１４となる円形の貫通穴を分割線１３の各交点上に打ち抜き金型により形成し、しかる後、貫通孔１４に例えばＷ，Ｍo，Ｃu，Ａｇ等のメタライズ導体１５を圧入法や吸引法等の充填法により充填して高温で焼成することによって製作される。
【０００７】
そして、メタライズ導体１５がＷメタライズから成る場合であれば、Ｗ粉末に適当な有機バインダー、溶剤を添加混合して適当な粘度のペースト状となすことによって、メタライズ導体１５の金属ペーストが製作されている。
【０００８】
また、他の従来例として、前述の外部接続端子１８のメタライズ導体１５に相応するキャスタレーション部の導体に関し、金属粉末にガラスを３０重量％以下含有させることで、切断分割時に破壊強度が低いガラスの界面に沿って切断分割することとなり、キャスタレーション部の導体金属面を真っ直ぐ切断することができるため切断によるバリ、欠けも少ない電子部品用セラミックパッケージが提案されている（特開平１１−３０７６９１号公報参照）。
【０００９】
また、前述のメタライズ導体１５に関し、ビアホール内に形成されたビア導体の内部に直径約１μｍ〜５μｍの多数の空隙部、または直径約０．１μｍ〜０．５μｍの無機材料の微粉末および直径約１μｍ〜５μｍの多数の空隙部を散在させることで、ビア導体の体積がビアホール内の容積とほぼ等しくなり、基板焼結時にビア導体の収縮が抑えられ、ビア導体とビアホールの内壁との間に隙間を発生させずに両者が密着するため、基板表面に薄膜多層配線を形成する場合に、このような隙間を埋める工程は不要となり薄膜層に穴明き等の不良が発生することもなく良好な薄膜多層配線とすることができる多層配線基板が提案されている（特開平８−２７４４７０号公報参照）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記のような配線基板は、近時その小型化が急速に進んでおり、例えば絶縁基板２０の長辺が１ｍｍ程度、短辺が０．６ｍｍ程度の極めて小さなものとなってきている。このため、多数個取り配線基板用の母基板１１において、各分割線１３上の交点に形成される貫通孔１４の直径を例えば０．４ｍｍ以上とすると、貫通孔１４間の間隔が各配線基板領域１２の短辺側で０．２ｍｍ以下の狭いものとなる。そのため、貫通孔１４のメタライズ導体１５をダイヤモンドカッタやレーザカッタ等の切断装置にて分割線１３に沿って切断分割する際に、メタライズ導体１５の破壊強度が高いと真っ直ぐに切断できずバリや欠けが発生し、メタライズ導体１５間の絶縁信頼性が低下するという問題点を有していた。
【００１１】
そこで、このような問題点を解決するための特開平１１−３０７６９１号公報に記載の如く、キャスタレーション部の導体の金属粉末にガラスを３０重量％以下含ませることで、キャスタレーション部の導体の破壊強度を低くして切断分割のときのバリ、欠けの少ない電子部品用セラミックパッケージが提案されているが、キャスタレーション部と導体との間に熱膨張差に起因した熱応力が集中して大きな残留応力となる。その結果、外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続する際や切断分割のときのダイヤモンドカッタやレーザカッタ等の外力、その他熱衝撃が加わると、残留応力と相まって極めて大きな力となり、キャスタレーション部にクラックを発生させ、導体の剥がれや欠けにより断線が発生するという問題点を有していた。
【００１２】
また、特開平８−２７４４７０号公報に記載の如く、ビア導体の内部に直径約１〜５μｍの多数の空隙部、または直径０．１〜０．５μｍの無機物の微粉末および直径約１〜５μｍの多数の空隙部を散在させることで、ビア導体とビアホールとの間に隙間を発生させずに両者が密着する多層配線基板が提案されているが、メタライズ導体に多数の空隙部を有することからメタライズ導体が脆弱になってしまい、外力や熱衝撃等が加わるとメタライズ導体の剥がれや欠けが発生するという問題点を有していた。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、外部電気回路基板の配線導体へ電子部品を高い信頼性でもって接続できる配線基板を作製できる多数個取り配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、誘電体から成り、上面に電子部品搭載領域を有する矩形状の基板と、該基板の上面から下面に及ぶメタライズ導体からなる外部接続端子とを備えるとともに、前記メタライズ導体は、平面視で前記基板の角部に位置する領域に形成されており、且つ金属粉末に対してセラミック粉末を５０〜６５重量部含むものを焼成してなることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記メタライズ導体の空孔率が１〜３体積％であることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記メタライズ導体中の空孔のうち８０体積％以上が独立していることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記電子部品搭載領域に搭載される電子部品、及び該電子部品と前記外部接続端子とを接続するボンディングワイヤを備えることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記メタライズ層に接続パッドが設けられるとともに、前記ボンディングワイヤは、前記接続パッドと前記電子部品とを接続することを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記ボンディングワイヤが樹脂封止材により被覆されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、誘電体から成る母基板に各々が分割線で区切られた略長方形の複数の配線基板領域が縦横に一体的に配列形成されているとともに、分割線上に貫通孔が形成され、その貫通孔に金属粉末に対してセラミック粉末を５０〜６５重量部含むメタライズ導体が充填された貫通孔が形成されていることにより、母基板と貫通孔のメタライズ導体との熱膨張差による熱応力を小さくできる。そのため、各配線基板領域毎に切断分割する際にダイヤモンドカッタやレーザカッタからの切断に伴う外力やその他の熱衝撃などが加わっても熱応力が集中する貫通孔にクラックを発生させたり貫通孔からメタライズ導体が剥がれて断線するということが抑制される。また、メタライズ導体の金属化が抑えられるため、メタライズ導体の破壊強度が小さくなり、各配線基板領域毎に切断分割する際にダイヤモンドカッタやレーザカッタが貫通孔のメタライズ導体を真っ直ぐに切断でき、バリや欠けの発生も無いため、母基板を各配線基板領域毎に正確に切断分割することができる。
【００２１】
また本発明は、好ましくはメタライズ導体の空孔率が１〜３体積％であることにより、メタライズ導体に空孔を形成させることで、絶縁基板とメタライズ導体との熱膨張差による熱応力やメタライズ導体の金属化を抑制するように有効に作用し、母基板を各配線基板領域毎に正確に切断分割することができる。
【００２２】
さらに本発明は、好ましくはメタライズ導体中の空孔のうち８０体積％以上が独立していることにより、連続した空孔の形成を抑制しメタライズ導体の脆弱化を防止できるため、切断分割時のメタライズ導体の貫通孔からの剥がれやメタライズ導体の欠けを無くすことができる。
【００２３】
したがって、外部電気回路基板の配線導体へ電子部品を正確に高い信頼性でもって接続できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の多数個取り配線基板について以下に詳細に説明する。図１は、本発明の多数個取り配線基板について実施の形態の一例を示す斜視図であり、１は母基板、２は配線基板領域である。
【００２５】
母基板１は、主として酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）質焼結体や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体、ムライト（３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）質焼結体、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）質焼結体、炭化珪素（ＳｉＣ）質焼結体、ガラスセラミックス等のセラミックス材料から成る広面積の略平板であり、その主面に電子部品を搭載するための複数の略長方形の配線基板領域２が分割線３で区切られて縦横に一体的に配列形成されている。そして、母基板１に電子部品が搭載された後、各分割線３に沿って切断分割することによって電子部品装置が多数個同時集約的に製作される。
【００２６】
本発明の母基板１は、母基板１用のセラミックグリーンシートに貫通孔４を打ち抜き、この貫通孔４にメタライズ導体５を充填し、これを高温で焼成することによって製作される。なお、母基板１用のセラミックグリーンシートは、母基板１が酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）質焼結体から成る場合、酸化アルミニウム、酸化珪素（ＳｉＯ2）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等の原材料粉末に適当な有機バインダーおよび溶剤を添加混合して泥漿状となし、これを従来周知のドクターブレード法を採用してシート状に形成することによって得られる。
【００２７】
また、母基板１には、各配線基板領域２を区切る分割線３上の各交点に貫通孔４が形成されており、この貫通孔４には図３に示すような外部接続端子８用のメタライズ導体５が充填されている。貫通孔４を分割線３に沿って分割することにより外部接続端子８を形成する。
【００２８】
なお、貫通孔４は母基板１用のセラミックグリーンシートに従来周知の打ち抜き金型を用いて打ち抜くことによって形成され、各配線基板領域２の長辺側に沿って細長い形状となるように形成することで、短辺側の外部接続端子８間を広くでき、電気的な絶縁信頼性が高くなる。長辺側ではメタライズ導体５の幅が大きく取れるため、外部電気回路基板の配線導体との間に大きな半田の溜まりが形成されて、この配線基板を使用した電子部品装置を外部電気回路基板の配線導体に極めて強固に接続することができる。
【００２９】
また、メタライズ導体５は、母基板１用のセラミックグリーンシートに設けた貫通孔４内に圧入法や吸引法等により充填される。
【００３０】
このメタライズ導体５は、例えばＷ，Ｍｏ，Ｃu，Ａｇ等の金属粉末に対してセラミック粉末を５０〜６５重量部含むものである。即ち、金属粉末を１００重量部とした場合にセラミック粉末を５０〜６５重量部含むものであり、勿論これらを合計すると１５０〜１６５重量部となる。セラミック粉末を５０重量部未満とすると、母基板１と貫通孔４のメタライズ導体５との熱膨張差による熱応力が大きくなるため、各配線基板領域２毎に切断分割する際にダイヤモンドカッタやレーザカッタからの切断に伴う外力やその他の熱衝撃等が加わると、熱応力が集中する貫通孔４にクラックを発生させたり貫通孔４からメタライズ導体５が剥がれて断線し易くなる。また、メタライズ導体５が金属化するためメタライズ導体５の破壊強度が大きくなり、各配線基板領域２毎に切断分割する際にダイヤモンドカッタやレーザカッタが貫通孔４のメタライズ導体５を真っ直ぐに切断できず、バリや欠けが発生するため、母基板１を各配線基板領域２毎に正確に切断分割することができず、またダイヤモンドカッタやレーザカッタが破損するといった問題が発生する。
【００３１】
他方６５重量部を超えると、メタライズ導体５の破壊強度が小さくなりメタライズ導体５が脆弱になるため、外力や熱衝撃等が加わると切断分割時のメタライズ導体５の貫通孔４からの剥がれやメタライズ導体５の欠けが発生し易くなる。
【００３２】
本発明のセラミック粉末としては、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、ガラスセラミックス等のセラミック粉末がよく、これらは融点が高く、硬質ではあるが適度な脆性を有しており、母基板１同じ材質または母基板１と略同じ熱膨張係数を有する点で好ましい。その他、これらと同様の特性を有するものであれば、他の材質のセラミック粉末を用いてもよい。
【００３３】
また、図４に貫通孔４のメタライズ導体５の要部拡大断面図を示す。このメタライズ導体５に空孔１９を形成させることで、絶縁基板１０とメタライズ導体５との熱膨張差による熱応力やメタライズ導体５の金属化を抑制し、母基板１を各配線基板領域２毎に正確に切断分割するするように有効に作用させることができる。しかしながら、その空孔１９がメタライズ導体５の１体積％未満の場合には上記の作用の有効性が殆ど見うけられず、３体積％を超えるとメタライズ導体５を脆弱化させる。よって、空孔１９のメタライズ導体５における空孔率は１〜３体積％が好ましい。
【００３４】
この空孔１９の空孔率は、透過型Ｘ線装置にて貫通孔４のメタライズ導体５へＸ線を透過して得られた空孔１９の表面積を体積へ換算することにより、メタライズ導体５中の空孔率を算出する方法で特定できる。
【００３５】
また本発明において、メタライズ導体５中の空孔１９のうち８０体積％以上が独立していることが好ましい。これにより、連続した空孔１９の形成を抑制してメタライズ導体５の脆弱化を防止できるため、切断分割時のメタライズ導体５の貫通孔４からの剥がれやメタライズ導体５の欠けを無くすことができる。
【００３６】
メタライズ導体５中の独立した空孔１９は直径が５〜３０μｍであり、それ以上の直径の空孔１９は空孔１９同士がつながった連続した空孔１９を形成している。そして、メタライズ導体５中の独立した空孔１９の体積率は、透過型Ｘ線装置にて貫通孔４のメタライズ導体５へＸ線を透過して得られた空孔１９の表面積を体積に換算し、各々の体積の直径から独立した空孔１９の体積率を算出する方法で特定できる。
【００３７】
そして、本発明の多数個取り配線基板によれば、図２に示すように、各配線基板領域２の上面に電子部品６を接着剤を介して搭載固定するとともに、各配線基板領域２において電子部品６の電極とメタライズ導体５とをボンディングワイヤ７を介して電気的に接続した後、母基板１の上面に各電子部品６およびボンディングワイヤ７を覆って封止するように樹脂封止材（ポッティング樹脂）を固着させ、最後に母基板１をダイヤモンドカッタやレーザカッタ等の切断装置を用いて分割線３に沿って各配線基板領域２毎に分割することにより、配線基板が多数個集約的に製造される。
【００３８】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、外部接続端子８は、図３に示すように、その上下面がメタライズ導体５からなる接続パッド９で覆われていてもよい。また、上述の実施の形態においては、絶縁基板１０および母基板１は単層構造であったが、絶縁基板１０および母基板１は複数のセラミック層が積層された多層構造であってもよい。さらに、上述の実施の形態においては、電子部品６の電極と外部接続端子８とは、半田や金属バンプを介して接続されてもよい。また、外部接続端子８は絶縁基板１０の各４隅の角部に形成したが、絶縁基板１０の側面に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の多数個取り配線基板について実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の多数個取り配線基板から配線基板を製作する方法を説明するための多数個取り配線基板の斜視図である。
【図３】本発明の配線基板について実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の多数個取り配線基板に形成された貫通孔のメタライズ導体を示す要部拡大断面図である。
【図５】従来の配線基板の斜視図である。
【図６】従来の多数個取り配線基板の斜視図である。
【図７】従来の多数個取り配線基板から配線基板を製作する方法を説明するための多数個取り配線基板の斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１：母基板
２：配線基板領域
３：分割線
４：貫通孔
５：メタライズ導体
【図１】
2006245592.tif 000003
【図２】
2006245592.tif 000004
【図３】
2006245592.tif 000005
【図４】
2006245592.tif 000006
【図５】
2006245592.tif 000007
【図６】
2006245592.tif 000008
【図７】
2006245592.tif 000009